การยึดเกาะ - มันคืออะไรในการก่อสร้างด้วยคำง่ายๆ ความหมายของคำว่า การยึดเกาะ แรงยึดเกาะ หน่วยวัด
ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ ในด้านทันตกรรม วันนี้เรามีโอกาสที่จะฟื้นฟูความสมบูรณ์และการทำงานของฟันที่เสียหายและถูกทำลายได้อย่างรวดเร็ว มีประสิทธิภาพ และเป็นเวลานาน ระบบกาวช่วยให้การยึดวัสดุอุดฟันและโครงสร้างเทียมเทียมมีความน่าเชื่อถือ
ในบทความนี้ เราจะมาดูกันว่าการยึดเกาะในทางทันตกรรมคืออะไร และมันทำงานอย่างไรเพื่อสร้างรอยยิ้มที่สวยงามและมีสุขภาพดี
การยึดเกาะ - มันคืออะไร?
โดยทั่วไปคำว่า “กาว” แปลจากภาษาอังกฤษแปลว่า “สารยึดเกาะ การยึดเกาะ” “กาว” นี้ใช้ในทางทันตกรรมเพื่อเชื่อมต่อวัสดุที่มีองค์ประกอบต่างกันเข้ากับเนื้อเยื่อฟัน (เพื่อไม่ให้สับสนกับการยึดเกาะและการยึดเกาะ - นี่เป็นศัพท์ทางกายภาพ)
วัสดุอุดนั้นไม่มีการยึดเกาะทางเคมี นั่นคือความสามารถในการยึดติดกับเนื้อฟันที่ชื้นตามธรรมชาติ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมี "ตัวกลาง" ที่นี่เพื่อให้แน่ใจว่าเนื้อเยื่อสองชนิดที่แตกต่างกันจะยึดเกาะได้อย่างน่าเชื่อถือ ในระหว่างการเกิดพอลิเมอไรเซชัน วัสดุคอมโพสิตจะหดตัว ดังนั้นหากไม่ได้ใช้ระบบกาว จะไม่สามารถได้คุณภาพการยึดเกาะตามที่ต้องการ และนี่คือเส้นทางตรงสู่การพัฒนาของโรคฟันผุซ้ำๆ หรือแม้แต่การอุดฟัน
“ ตั้งแต่วัยเด็ก diastema ของฉันรบกวนฉัน . ประมาณ 5 ปีที่แล้ว ฉันได้ยินมาว่ามีเทคนิค เช่น การสร้างฟันโดยใช้กาว ซึ่งไม่จำเป็นต้องบดฟันให้เจ็บปวด และวัสดุจะ "เกาะติด" เข้ากับฟันอย่างแท้จริง แพทย์เพียงแค่ขัดเคลือบฟันหน้าและปิดช่องว่างที่ไม่สวยงามเป็นชั้น ๆ ด้วยวัสดุคอมโพสิต เคลือบฟันยังคงสภาพเดิม และรอยยิ้มก็เปิดออก”
Elena Salnikova รีวิวบนเว็บไซต์ของทันตแพทย์คนหนึ่งในมอสโก
นวัตกรรมระบบกาวแข็งตัวด้วยแสงถูกนำมาใช้เพื่ออุดฟันด้วยวัสดุคอมโพสิต สำหรับการยึดสะพานฟัน ตลอดจนการติดตั้งเหล็กจัดฟัน วีเนียร์ และสไกป์
การจำแนกประเภทของระบบกาว
โดยพื้นฐานแล้ว องค์ประกอบของระบบกาวจะแสดงด้วยกลุ่มของเหลวที่ประกอบด้วยส่วนประกอบในการกัด พันธะ และไพรเมอร์ เมื่อรวมกันแล้วจะทำให้เกิดพันธะทางกลไกระดับจุลภาคระหว่างวัสดุเทียมและเนื้อเยื่อทางทันตกรรม
เนื่องจากโครงสร้างของเคลือบฟันและเนื้อฟันมีความแตกต่างกัน ระบบกาวที่ใช้จึงแตกต่างกันเช่นกัน ในการจำแนกประเภทของระบบกาว ตัวเลือกจะแยกความแตกต่างสำหรับเคลือบฟันและแยกสำหรับเนื้อฟัน
ระบบกาวสมัยใหม่มีลักษณะแตกต่างกันดังต่อไปนี้:
- จำนวนส่วนประกอบที่รวมอยู่ในองค์ประกอบ (1, 2 หรือมากกว่า)
- ปริมาณสารตัวเติม: หากมีกรด แสดงว่าเป็นระบบกาวกัดกรดในตัว
- วิธีการบ่ม: การบ่มด้วยตนเอง การบ่มด้วยแสง และการบ่มสองครั้ง
ดังนั้นกาวเคลือบฟันจึงมีโมโนเมอร์ความหนืดต่ำของวัสดุคอมโพสิต จุดสำคัญคือกาวอีนาเมลใช้ไม่ได้กับเนื้อฟัน ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องติดตั้งฉนวนกั้นสำหรับส่วนที่แข็งของฟันหรือใช้กาวเนื้อฟันพิเศษ - ไพรเมอร์
การยึดเกาะมีกี่ประเภท?
การยึดเกาะมีหลายประเภท: การยึดติดทางกล เคมี และการยึดติดแบบผสมผสาน ที่ง่ายที่สุดคือกลไก สาระสำคัญของระบบคือการสร้างพันธะจุลภาคระหว่างส่วนประกอบของวัสดุและพื้นผิวขรุขระของฟัน เพื่อให้แน่ใจว่ามีการยึดเกาะคุณภาพสูง ร่องไมโครตามธรรมชาติบนพื้นผิวของเนื้อเยื่อทันตกรรมจะถูกทำให้แห้งอย่างทั่วถึงก่อนที่จะติดกาว
น่าสนใจ!ดร. บวนคอร์เมื่อ 63 ปีที่แล้วค้นพบการทดลองว่ากรดฟอสฟอริกทำให้เคลือบฟันหยาบ ซึ่งจะช่วยเสริมการยึดเกาะของคอมโพสิตกับเนื้อเยื่อฟัน เทคนิคการกัดเคลือบฟันด้วยกรดซึ่งปรากฏเมื่อกว่าครึ่งศตวรรษก่อนกลายเป็นรากฐานสำหรับวิธีการบูรณะด้วยกาวสมัยใหม่
ตัวเลือกการติดพันธะเคมีจะขึ้นอยู่กับพันธะเคมีของวัสดุคอมโพสิตที่มีสารเคลือบฟันและเนื้อฟัน เฉพาะซีเมนต์แก้วไอโอโนเมอร์เท่านั้นที่มีการยึดเกาะประเภทนี้ วัสดุอื่นๆ ที่ทันตแพทย์ใช้มีเพียงการยึดเกาะเชิงกลเท่านั้น
วิธีที่คอมโพสิต “เกาะติด” กับพื้นผิวเคลือบฟัน
ตามที่ระบุไว้ข้างต้น ในทางทันตกรรมกลไกของการยึดเกาะกับเคลือบฟันและเนื้อฟันแตกต่างกัน เปลือกป้องกันด้านนอกของฟันถูกเปลี่ยนรูปด้วยกรด หากคุณตรวจสอบเคลือบฟันหลังจากการกัดกรดด้วยกล้องจุลทรรศน์ มันจะมีลักษณะคล้ายรวงผึ้ง ในกรณีนี้ กรดจะทำงานเพื่อเสริมสร้างพันธะกับคอมโพสิต เป็นผลให้กาวที่ไม่ชอบน้ำที่มีความหนืดเจาะทะลุชั้นเคลือบฟันที่ลึกลงไปได้ง่ายขึ้นและให้การยึดเกาะที่แข็งแกร่งกับคอมโพสิต
น่าสนใจ!เคลือบฟันถือเป็นเนื้อเยื่อที่แข็งที่สุดในร่างกายของเรา ประกอบด้วยสารอนินทรีย์จำนวนมากที่สุด - ประมาณ 97% ส่วนที่เหลืออีก 2% เป็นน้ำ 1% เป็นอินทรียวัตถุ
เคลือบฟันถูกแกะสลักอย่างไร
วิธีการประมวลผลนี้เกี่ยวข้องกับการเอาส่วนหนึ่งของชั้น 10 ไมโครนิวตัน (µN) ออกจากเคลือบฟัน เป็นผลให้รูขุมขนที่มีความลึก 5–50 μN ปรากฏบนพื้นผิว บ่อยครั้งสำหรับการแกะสลักเคลือบฟันจะถูกหล่อลื่นด้วยกรดออร์โธฟอสฟอริก แต่สำหรับเนื้อฟันสามารถใช้กรดอินทรีย์ได้ แต่มีความเข้มข้นต่ำ
กระบวนการแกะสลักใช้เวลา 30 ถึง 60 วินาที คุณสมบัติเชิงโครงสร้างส่วนบุคคลของพื้นผิวเคลือบฟันโดยเฉพาะอย่างยิ่งความพรุนเริ่มแรกมีความสำคัญอย่างยิ่ง หากคุณให้กรดมากเกินไป จะส่งผลต่อโครงสร้างของเคลือบฟันอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้และทำให้การยึดเกาะอ่อนลง ดังนั้นหากเนื้อเยื่อฟันของผู้ป่วยค่อนข้างอ่อนแอ การแกะสลักก็ควรใช้เวลาไม่เกิน 15 วินาที กรดจะถูกกำจัดออกด้วยกระแสน้ำ และในระยะเวลาเท่ากันกับที่เก็บไว้บนเคลือบฟัน
วิธีที่วัสดุผสม “เกาะติด” กับผิวเนื้อฟัน
คุณสมบัติของเนื้อฟันทำให้ชั้นนอกของเนื้อฟันเปียก ของเหลวในส่วนนี้ของฟันจะถูกสร้างขึ้นใหม่อย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากมากที่จะทำให้ฟันแห้ง และเพื่อให้ความชื้นไม่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพการยึดเกาะของเนื้อฟันกับคอมโพสิต จึงใช้ระบบพิเศษที่เข้ากันได้กับน้ำ (ในแง่วิทยาศาสตร์ - ชอบน้ำ) นอกจากนี้ ความแข็งแรงของพันธะยังได้รับอิทธิพลโดยตรงจากสิ่งที่เรียกว่า "ชั้นสเมียร์" ซึ่งเกิดขึ้นจากการประมวลผลด้วยเครื่องมือของเนื้อฟัน การใช้กลไกการผูกมี 2 วิธี:
- ชั้นสเมียร์ถูกชุบด้วยสารที่เข้ากันได้กับน้ำ
- ชั้นสเมียร์จะละลายและทำความสะอาดออกโดยเทียม
เป็นที่น่าสังเกตว่าวิธีหลังซึ่งเกี่ยวข้องกับการกำจัดอนุภาคขนาดเล็กส่วนเกินออกจากพื้นผิวของเคลือบฟันนั้นมีการใช้บ่อยกว่าวิธีแรกในปัจจุบันมาก
เนื้อฟันถูกแกะสลักอย่างไร
ทันตแพทย์ชาวญี่ปุ่น ฟุซายามะ เป็นคนแรกในประวัติศาสตร์ที่ใช้เทคนิคการกัดเนื้อฟันเมื่อ 39 ปีที่แล้ว วันนี้ ก่อนการทำหัตถการ มีการใช้ครีมนวดแบบพิเศษกับเนื้อเยื่อทันตกรรม ซึ่งจะช่วยให้สารที่ชอบน้ำแทรกซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อเนื้อฟันได้ลึกยิ่งขึ้น และยึดติดกับส่วนประกอบไม่ซับน้ำ ชั้นสเมียร์หายไปบางส่วน ท่อเนื้อฟันเปิดออก และเกลือแร่ออกมาจากชั้นบน หลังจากนั้นให้ล้างครีมนวดด้วยน้ำ ถัดมาเป็นขั้นตอนการทำให้แห้งและสิ่งสำคัญคืออย่าหักโหมจนเกินไปมิฉะนั้นจะส่งผลต่อคลัตช์
จากนั้นจึงทาไพรเมอร์ซึ่งช่วยให้สารที่ชอบน้ำผ่านเข้าไปในท่อและเกาะติดกับเส้นใยคอลลาเจน เป็นผลให้เกิดชั้นไฮบริดขึ้นซึ่งมีส่วนช่วยในการยึดเกาะของคอมโพสิตกับเนื้อฟันอย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันการแทรกซึมของสารเคมีและจุลินทรีย์เข้าสู่โครงสร้างภายในของฟัน
ระบบกาวสำหรับเคลือบฟัน
หากเรากำลังพูดถึงเคลือบฟันการยึดเกาะที่นี่จะมั่นใจได้บนพื้นฐานของการมีเพศสัมพันธ์ทางกลขนาดเล็ก สำหรับสิ่งนี้ ของเหลวที่ไม่ชอบน้ำถูกนำมาใช้ แต่จะไม่ทำให้เกิด "การยึดเกาะ" ที่จำเป็นกับเนื้อฟันเปียก ดังนั้นจึงใช้ไพรเมอร์ด้วย การจัดการกาวเคลือบฟันที่มีองค์ประกอบเดียวจะขึ้นอยู่กับขั้นตอนต่อไปนี้:
- การแกะสลักเคลือบฟันด้วยกรดออร์โธฟอสฟอริก - ประมาณครึ่งนาที
- การกำจัดเจลกัดด้วยเจ็ทน้ำ
- การอบแห้งเคลือบฟัน,
- การเชื่อมต่อในสัดส่วนเท่ากันของสารของระบบกาว
- การนำกาวเข้าไปในโพรงฟันด้วยแปรงทา
- ปรับระดับด้วยกระแสลม
หลังจากดำเนินการตามข้างต้นทั้งหมดแล้วแพทย์จะแนะนำวัสดุคอมโพสิต
ระบบกาวรุ่นต่างๆ ในทางทันตกรรมคลินิก
จนถึงปัจจุบัน รู้จักระบบกาวถึง 7 รุ่นแล้ว ทุกวันนี้ ทันตแพทย์ใช้ระบบตั้งแต่รุ่นที่ 4 เป็นต้นไป ซึ่งช่วยให้เรารักษาฟันของเราให้สมบูรณ์และมีสุขภาพที่ดีตลอดชีวิต ประกอบด้วย 3 ส่วนประกอบ: ครีมนวดผม + ไพรเมอร์ + กาว แต่นวัตกรรมรุ่นที่ 6 และ 7 ที่มียาขั้นตอนเดียวยังไม่แพร่หลาย
เป็นที่น่าสนใจที่ผู้เชี่ยวชาญหลายคนพูดถึงบทบาทหลักของการยึดเกาะของเคลือบฟัน แต่การยึดเกาะของฟันมีความสำคัญเป็นอันดับสอง การศึกษาในห้องปฏิบัติการยังบ่งชี้ว่าปัจจุบันแนวทางการยึดเกาะของแอลกอฮอล์แสดงให้เห็นประสิทธิผลสูงสุด เอทานอลช่วยขจัดความเจ็บปวดและความไวหลังการทำหัตถการ นอกจากนี้เมื่อใช้โปรโตคอลการยึดเกาะประเภทนี้จะมีการรั่วไหลของของเหลวในฟันน้อยลง อย่างไรก็ตาม ในแต่ละสถานการณ์ แพทย์จะตัดสินใจเองว่าจะใช้เกณฑ์วิธีใดและระบบกาวแบบใดในการตั้งค่าทางคลินิกที่มีอยู่
1 โปรโตคอลสำหรับการใช้กาว Popova A.O., Ignatova V.A. – นักศึกษาชั้นปีที่ 4 คณะทันตแพทยศาสตร์
15927 0
ขั้นแรก สมมติว่าเงื่อนไขแรกสำหรับการยึดเกาะคือการสัมผัสอย่างใกล้ชิดที่ระดับโมเลกุลระหว่างกาวและซับสเตรต ทีนี้ลองจินตนาการว่าจะเกิดอะไรขึ้นหลังจากวัสดุสัมผัสกัน และวัสดุจะโต้ตอบกันอย่างไร พันธะกาวอาจเป็นได้ทั้งทางกล ทางกายภาพ หรือทางเคมี แต่โดยปกติแล้วจะเป็นการผสมผสานระหว่างพันธะประเภทนี้
การยึดเกาะทางกล
ประเภทการยึดเกาะที่ง่ายที่สุดคือการยึดเกาะเชิงกลของส่วนประกอบกาวกับพื้นผิวของพื้นผิว การยึดเกาะนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการมีอยู่ของพื้นผิวที่ผิดปกติ เช่น การกด รอยแตก และรอยแยก ในระหว่างการพัฒนาซึ่งเกิดรอยบากขนาดเล็กมาก
เงื่อนไขหลักสำหรับการก่อตัวของการยึดเกาะทางกลคือความสามารถของกาวที่จะเจาะเข้าไปในช่องบนพื้นผิวของพื้นผิวได้อย่างง่ายดายแล้วแข็งตัว สภาวะนี้ขึ้นอยู่กับการทำให้พื้นผิวของพื้นผิวเปียกด้วยกาว ซึ่งในทางกลับกันจะสัมพันธ์กับอัตราส่วนของพลังงานพื้นผิวของวัสดุที่สัมผัสกัน ซึ่งเป็นตัวกำหนดค่าของมุมเปียกของการสัมผัส สถานการณ์ที่เหมาะสมที่สุดคือทำให้พื้นผิวเปียกด้วยกาว เพื่อปรับปรุงการสัมผัส ควรกำจัดอากาศหรือไอน้ำที่อยู่ในช่องออกก่อนที่จะติดกาว หากกาวสามารถเติมเต็มรอยบากด้านล่างแล้วจึงแห้งตัว กาวนั้นจะถูกอุดไว้โดยธรรมชาติ (รูปที่ 1.10.7)
ข้าว. 1.10.7. การมีส่วนร่วมทางกลระหว่างกาวและซับสเตรตในระดับจุลภาค
ระดับที่กาวจะแทรกซึมเข้าไปในรอยตัดด้านล่างนั้นขึ้นอยู่กับแรงกดที่ใช้ระหว่างการใช้งานและคุณสมบัติของตัวกาวเอง หากคุณพยายามดึงกาวออกจากพื้นผิว สามารถทำได้โดยการฉีกออกเท่านั้น เนื่องจากไม่สามารถดึงกาวออกจากรอยบากด้านล่างได้ แนวคิดของการยึดเกาะทางกลไม่ขัดแย้งกับเงื่อนไขในการติดหรือการยึดฟันปลอมแบบติดแน่นที่ใช้ในการยึดติด ยกเว้นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในระดับจุลภาค ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแนวคิดเหล่านี้ก็คือ ความสามารถในการเปียกน้ำที่ดีไม่ใช่เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการกักเก็บระดับมหภาค ในขณะที่มีบทบาทสำคัญในการสร้างการมีส่วนร่วมทางกลในระดับจุลภาค
โดยทั่วไป การตัดด้านล่างมักจะเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลของข้อต่อ แต่มักจะไม่เพียงพอสำหรับกลไกการยึดเกาะ (เฉพาะ) ที่จะเข้ามามีส่วนร่วม มีกลไกเพิ่มเติมหลายประการของการยึดเกาะที่เกิดจากสาเหตุทางกายภาพและทางเคมี คำว่าการยึดเกาะจริงหรือเฉพาะเจาะจงมักใช้เพื่อแยกแยะการยึดเกาะทางกายภาพและทางเคมีจากการยึดเกาะทางกล แต่ควรหลีกเลี่ยงคำดังกล่าวเนื่องจากอาจไม่ถูกต้องทั้งหมด
แนวคิดของการยึดเกาะที่แท้จริงสันนิษฐานว่านอกจากนั้นแล้วยังมีการยึดเกาะที่ผิดพลาด แต่ในความเป็นจริงแล้ว การยึดเกาะนั้นมีอยู่จริงหรือไม่ก็ได้ การยึดเกาะทางกายภาพและเคมีแตกต่างจากการยึดติดเชิงกลตรงที่การยึดเกาะแบบแรกเกี่ยวข้องกับกาวและซับสเตรตในปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลซึ่งกันและกัน ในขณะที่ปฏิกิริยาเชิงกลนั้นไม่จำเป็นต้องใช้ที่ส่วนต่อประสานของสองเฟส
การยึดเกาะทางกายภาพ
เมื่อระนาบสองระนาบสัมผัสกันอย่างใกล้ชิด พันธะทุติยภูมิจะเกิดขึ้นเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างไดโพล-ไดโพลระหว่างโมเลกุลโพลาไรซ์ ขนาดของแรงดึงดูดที่เกิดขึ้นนั้นมีขนาดเล็กมาก แม้ว่าจะมีโมเมนต์ไดโพลสูงหรือมีขั้วเพิ่มขึ้นก็ตาม
ขนาดของพลังงานยึดเหนี่ยวขึ้นอยู่กับการวางแนวสัมพัทธ์ของไดโพลในระนาบทั้งสอง แต่ค่านี้มักจะไม่เกิน 0.2 อิเล็กตรอนโวลต์ ค่านี้น้อยกว่าค่าของพันธะปฐมภูมิมาก เช่น พันธะไอออนิกหรือโควาเลนต์ ซึ่งโดยทั่วไปพลังงานของพันธะจะอยู่ในช่วง 2.0 ถึง 6.0 อิเล็กตรอนโวลต์
พันธะทุติยภูมิเนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างไดโพล-ไดโพลเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว (เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานกระตุ้นในการเกิดขึ้น) และสามารถย้อนกลับได้ (เนื่องจากโมเลกุลบนพื้นผิวของสารยังคงไม่ได้รับผลกระทบทางเคมี) แรงดึงดูดทางกายภาพของการดูดซับที่อ่อนแอนี้จะถูกทำลายได้ง่ายโดยการเพิ่มอุณหภูมิ และไม่เหมาะสำหรับการใช้งานที่จำเป็นต้องมีการยึดติดถาวร อย่างไรก็ตาม พันธะ เช่น พันธะไฮโดรเจน อาจเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นที่สำคัญที่สุดสำหรับการก่อตัวของพันธะเคมี
ตามมาว่าการผสมระหว่างของเหลวไม่มีขั้วกับของแข็งมีขั้วเป็นเรื่องยาก และในทางกลับกัน เนื่องจากจะไม่มีปฏิสัมพันธ์กันในระดับโมเลกุลระหว่างสารทั้งสอง แม้ว่าจะสัมผัสกันอย่างใกล้ชิดก็ตาม พฤติกรรมนี้จะสังเกตได้ในโพลีเมอร์ซิลิโคนเหลว ซึ่งไม่มีขั้ว จึงไม่ก่อให้เกิดพันธะทุติยภูมิกับพื้นผิวแข็ง พันธะกับพวกมันเกิดขึ้นได้จากปฏิกิริยาเชื่อมโยงข้ามทางเคมีเท่านั้น ซึ่งจะสร้างรอยต่อระหว่างของเหลวกับของแข็ง
การยึดเกาะทางเคมี
หลังจากการดูดซับบนพื้นผิว ถ้าโมเลกุลแยกตัวออกจากกัน และจากนั้นกลุ่มฟังก์ชันของมัน แต่ละหมู่แยกกัน สามารถรวมกันได้โดยโควาเลนต์หรือ
พันธะไอออนิกกับพื้นผิวทำให้เกิดพันธะกาวที่แข็งแกร่ง การยึดเกาะรูปแบบนี้เรียกว่าการดูดซับทางเคมี และอาจเป็นได้ทั้งไอออนิกหรือโควาเลนต์ในธรรมชาติ
พันธะเคมีแตกต่างจากพันธะกายภาพตรงที่อะตอมสองอะตอมที่อยู่ติดกันใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน พื้นผิวกาวจะต้องเชื่อมต่อกับพื้นผิวของพื้นผิวอย่างแน่นหนาด้วยพันธะเคมี ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีกลุ่มปฏิกิริยาบนพื้นผิวทั้งสอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งนี้ใช้กับการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์ซึ่งเกิดขึ้นเช่นเมื่อไอโซไซยาเนตที่ทำปฏิกิริยาจับกับพื้นผิวโพลีเมอร์ที่มีกลุ่มไฮดรอกซิลและเอมีน (รูปที่ 1.10.8)
ข้าว. 1.10.8. การก่อตัวของพันธะโควาเลนต์ระหว่างไอโซไซยาเนตกับไฮดรอกซิลและหมู่เอมีนบนพื้นผิวของสารตั้งต้น
ต่างจากสารประกอบที่ไม่ใช่โลหะ พันธะโลหะเกิดขึ้นได้ง่ายระหว่างโลหะแข็งและโลหะเหลว - กลไกนี้เป็นพื้นฐานของการบัดกรี พันธะโลหะเกิดขึ้นเนื่องจากอิเล็กตรอนอิสระและไม่ขึ้นอยู่กับการมีกลุ่มปฏิกิริยา อย่างไรก็ตาม การเชื่อมต่อนี้จะทำได้ก็ต่อเมื่อพื้นผิวโลหะสะอาดหมดจดเท่านั้น ในทางปฏิบัติ หมายความว่าต้องใช้ฟลักซ์เพื่อกำจัดฟิล์มออกไซด์ ไม่เช่นนั้นฟิล์มเหล่านี้จะป้องกันการสัมผัสกันระหว่างอะตอมของโลหะ
วิธีเดียวที่จะแยกกาวออกจากพื้นผิวคือการทำลายพันธะเคมีด้วยกลไก แต่ไม่ได้หมายความว่าพันธะวาเลนซ์เหล่านี้จะถูกทำลายก่อน นี่เป็นการจำกัดความแข็งแกร่งที่สามารถทำได้ในการเชื่อมต่อ หากความแข็งแรงในการยึดเกาะหรือสารยึดเกาะมากกว่าความต้านทานแรงดึงของวัสดุกาวหรือวัสดุพื้นผิว กาวหรือสารตั้งต้นที่ยึดเกาะจะล้มเหลวก่อนที่การยึดเกาะของกาวจะล้มเหลว
การยึดเกาะโดยโมเลกุลที่พันกัน (กลไกการยึดเกาะแบบแพร่กระจาย)
จนถึงตอนนี้ เราสันนิษฐานว่ามีส่วนต่อประสานที่ชัดเจนระหว่างกาวและซับสเตรต โดยทั่วไปแล้ว กาวจะถูกดูดซับไปที่พื้นผิวของสารตั้งต้น และถือได้ว่าเป็นสารลดแรงตึงผิวที่สะสมอยู่บนพื้นผิวแต่ไม่สามารถเจาะลึกเข้าไปได้ ในบางกรณี กาวหรือส่วนประกอบอย่างใดอย่างหนึ่งสามารถเจาะเข้าไปในพื้นผิวของวัสดุพิมพ์ได้แทนที่จะสะสมไว้ ควรเน้นย้ำว่าการดูดซึมของโมเลกุลเกิดขึ้นจากการที่พื้นผิวเปียกได้ดีและไม่ได้เป็นสาเหตุ
หากส่วนประกอบที่ถูกดูดซับเป็นโมเลกุลสายยาวหรือก่อตัวเป็นโมเลกุลสายยาวหลังจากการดูดซับโดยซับสเตรต ผลที่ได้อาจเกิดการพันกันหรือกระจายระหว่างโมเลกุลของกาวและซับสเตรต ส่งผลให้มีความแข็งแรงของกาวสูงมาก (รูปที่ 1.10.9) .
ข้าว. 1.10.9. ชั้นการเปลี่ยนแปลงการแพร่กระจายเกิดขึ้นจากการผสมผสานระหว่างชิ้นส่วนโมเลกุลของกาวและซับสเตรต
ความเท่าเทียมกันนี้เรียกว่าสมการดูเพร หมายความว่างานยึดเกาะ (W) คือผลรวมของพลังงานพื้นผิวอิสระของของแข็ง (y) และของเหลว (y|v) ลบด้วยพลังงานที่จุดเชื่อมต่อระหว่างของเหลวกับของแข็ง (ysl)
จากสมการของยังจะได้ดังนี้
Ysv Ysi = Ysi cose
การยึดเกาะจะสูงสุดเมื่อเปียกอย่างสมบูรณ์ (ในอุดมคติ) เช่น ในกรณีที่ cosq = 1 ดังนั้น โดยพลังงานของพื้นผิวที่ติดกาวและพลังงานของพื้นผิวแต่ละส่วนแยกจากกัน (รูปที่ 1.10.10)
ข้าว. 1.10.10. การแยกของเหลวออกจากพื้นผิวแข็งเพื่อสร้างพื้นผิวใหม่ 2 อัน
แรงตึงผิวของไฮโดรคาร์บอนเหลวมีค่าประมาณ 30 mJ/m หากเราสมมติว่าแรงดึงดูดลดลงเหลือศูนย์ที่ระยะ 3 x 10~ เมตร แรงที่ต้องใช้ในการแยกของเหลวออกจากพื้นผิวแข็งจะเท่ากับงานยึดเกาะหารด้วยระยะทางและเท่ากับ 200 MPa
ที่จริงแล้วค่านี้สูงกว่ามาก
ดังนั้น กาวจะต้องถูกดึงดูดทางเคมีอย่างแรงกับพื้นผิวของซับสเตรต เพื่อให้มีความแข็งแรงในการยึดเกาะสูง
นัยสำคัญทางคลินิก
แพทย์จำเป็นต้องรู้ว่าเขาพยายามสร้างพันธะชนิดใด และต้องอาศัยความเข้าใจในขั้นตอนของการสร้างพันธะกาว สิ่งนี้จะช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการทำงานของคุณ
พื้นฐานของวิทยาศาสตร์วัสดุทันตกรรม
ริชาร์ด ฟาน นูร์ต
มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างร่างกายได้หลายวิธี หนึ่งในนั้นคือการยึดเกาะพื้นผิว มาดูกันว่าปรากฏการณ์นี้คืออะไรและมีคุณสมบัติอะไรบ้าง
การยึดเกาะคืออะไร
คำจำกัดความของคำจะชัดเจนยิ่งขึ้นหากคุณทราบว่าคำนั้นถูกสร้างขึ้นมาอย่างไร จากภาษาละติน adhaesio แปลว่า "การดึงดูด การยึดเกาะ การยึดเกาะ" ดังนั้นการยึดเกาะจึงไม่มีอะไรมากไปกว่าการเชื่อมต่อของวัตถุที่แตกต่างกันที่ควบแน่นซึ่งเกิดขึ้นเมื่อสัมผัสกัน เมื่อพื้นผิวที่เป็นเนื้อเดียวกันสัมผัสกัน จะเกิดกรณีพิเศษของการโต้ตอบนี้ขึ้น มันถูกเรียกว่า autohesion ในทั้งสองกรณี คุณสามารถวาดเส้นแบ่งเฟสที่ชัดเจนระหว่างวัตถุเหล่านี้ได้ ในทางตรงกันข้าม พวกเขาแยกแยะความแตกต่างระหว่างการทำงานร่วมกัน ซึ่งการยึดเกาะของโมเลกุลเกิดขึ้นภายในตัวสารเอง เพื่อให้ชัดเจนยิ่งขึ้นเรามาดูตัวอย่างจากชีวิตกันดีกว่า เอาน้ำธรรมดาครับ จากนั้นจึงทาลงบนส่วนต่างๆ ของพื้นผิวกระจกเดียวกัน ในตัวอย่างของเรา น้ำเป็นสารที่มีการยึดเกาะต่ำ ง่ายต่อการตรวจสอบโดยพลิกกระจกคว่ำลง การทำงานร่วมกันบ่งบอกถึงความแข็งแกร่งของสาร หากคุณติดกระจกสองชิ้นด้วยกาวการเชื่อมต่อจะค่อนข้างเชื่อถือได้ แต่ถ้าคุณเชื่อมต่อกับดินน้ำมันส่วนหลังจะแตกตรงกลาง ซึ่งเราสามารถสรุปได้ว่าการทำงานร่วมกันจะไม่เพียงพอสำหรับความผูกพันที่แน่นแฟ้น เราสามารถพูดได้ว่าพลังทั้งสองนี้เสริมซึ่งกันและกัน
ประเภทของการยึดเกาะและปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อความแข็งแรง
คุณลักษณะการยึดเกาะบางอย่างจะปรากฏขึ้นขึ้นอยู่กับว่าส่วนใดมีปฏิกิริยาต่อกัน สิ่งสำคัญที่สุดคือการยึดเกาะที่เกิดขึ้นเมื่อทำปฏิกิริยากับพื้นผิวแข็ง คุณสมบัตินี้มีคุณค่าในทางปฏิบัติในการผลิตกาวทุกชนิด นอกจากนี้ยังสามารถแยกแยะการยึดเกาะของของแข็งและของเหลวได้อีกด้วย มีปัจจัยสำคัญหลายประการที่กำหนดโดยตรงถึงความแข็งแรงของการยึดเกาะที่จะเกิดขึ้น สิ่งเหล่านี้คือพื้นที่สัมผัส ธรรมชาติของวัตถุที่สัมผัส และคุณสมบัติของพื้นผิว นอกจากนี้หากมีวัตถุอย่างน้อยหนึ่งคู่ถูกบรรทุกไปด้วยตัวมันเอง ในระหว่างการโต้ตอบพันธะระหว่างผู้บริจาคและผู้รับจะปรากฏขึ้นซึ่งจะทำให้แรงยึดเกาะแข็งแกร่งขึ้น การควบแน่นของไอน้ำในเส้นเลือดฝอยบนพื้นผิวมีบทบาทสำคัญ เนื่องจากปรากฏการณ์นี้ ปฏิกิริยาทางเคมีจึงอาจเกิดขึ้นได้ระหว่างซับสเตรตและกาว ซึ่งเพิ่มความแข็งแรงในการยึดเกาะด้วย และหากจุ่มวัตถุที่เป็นของแข็งลงในของเหลว คุณจะสังเกตเห็นผลที่ตามมาจากการยึดเกาะที่ทำให้เกิดการเปียกเช่นกัน ปรากฏการณ์นี้มักใช้ในการทาสี การติดกาว การบัดกรี การหล่อลื่น การแต่งหิน ฯลฯ เพื่อกำจัดการยึดเกาะ มีการใช้สารหล่อลื่นเพื่อป้องกันการสัมผัสพื้นผิวโดยตรง และเพื่อเสริมความแข็งแกร่งให้กับพื้นผิว ในทางกลับกัน พื้นผิวจะถูกกระตุ้นโดยการทำความสะอาดทางกลหรือทางเคมี การสัมผัสกับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า หรือการเติมสิ่งเจือปนในการทำงานต่างๆ
ในเชิงปริมาณ ระดับของอันตรกิริยาดังกล่าวถูกกำหนดโดยแรงที่ต้องใช้เพื่อแยกพื้นผิวสัมผัสออกจากกัน และเพื่อวัดความแข็งแรงของการยึดเกาะจึงมีการใช้อุปกรณ์พิเศษซึ่งเรียกว่า adhesiometers วิธีการกำหนดชุดเดียวกันนี้เรียกว่าการยึดติด
การยึดเกาะมันคืออะไร? และเหตุใดจึงสำคัญ? ลองคิดดูในบทความของเรา
คำว่าการยึดเกาะที่แปลจากภาษาละตินหมายถึง "การเกาะติด" และแสดงถึงคุณสมบัติของการยึดเกาะของพื้นผิวของวัตถุที่เป็นของแข็งหรือของเหลว บ่อยครั้งที่ลักษณะขององค์ประกอบของอาคารที่ใช้สำหรับการฉาบปูนและงานทาสีได้รับการประเมินโดยคุณสมบัติของกาว
การยึดเกาะของตัวเครื่องทำได้โดยใช้สารยึดติด - กาวซึ่งเป็นระบบโพลีเมอร์ อย่างไรก็ตาม โพลีเมอร์สามารถเกิดขึ้นได้จากปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างพื้นผิวที่ถูกยึดติดหลังจากการทากาว กาวที่ไม่ใช่โพลีเมอร์เป็นสารอินทรีย์ซึ่งรวมถึงซีเมนต์และสารบัดกรี
สารที่ใช้ติดกาวเรียกว่าสารตั้งต้น ความลึกของการเจาะขึ้นอยู่กับชนิดและพารามิเตอร์ของกาวซึ่งหลังจากการชุบแข็งแล้วไม่สามารถถอดออกได้โดยไม่ทำลาย การยึดเกาะคือการยึดเกาะของวัสดุชั้นบนเท่านั้น หากกระบวนการแทรกซึมเข้าไปในร่างกายก็จะเกิดการทำงานร่วมกัน
ทำไมมันถึงสำคัญ?
ในการก่อสร้างการยึดเกาะรับประกันคุณภาพและความน่าเชื่อถือในงานเกือบทุกประเภท คุณสมบัตินี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับ:
- สีและสารเคลือบเงาเนื่องจากช่วยให้มั่นใจในการยึดเกาะและการเก็บรักษา
- ส่วนผสมยิปซั่มและซีเมนต์ทรายคุณภาพของการตกแต่งซึ่งทำให้มั่นใจถึงความสวยงามของสถานที่
สิ่งสำคัญคือต้องรู้:ปูนคอนกรีตที่เพิ่งทาใหม่ไม่ยึดเกาะกับปูนเก่าได้ดี เมื่อทำงานกับคอนกรีตเก่าจำเป็นต้องใช้กาวหลายชั้น
การผลิตโลหะวิทยาต้องใช้สารประกอบและสารผสมป้องกันการกัดกร่อนพิเศษ นอกจากนี้ ยังจำเป็นต้องมีคุณสมบัติการยึดเกาะกับน้ำต่ำอีกด้วย
ตัวอย่างเช่น ในทางการแพทย์ ในทางทันตกรรม การยึดเกาะของวัสดุอุดฟันและฟันเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีการป้องกันและการปิดผนึกคุณภาพสูง
สั้น ๆ เกี่ยวกับประเภท
ขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์กับพื้นผิว การยึดเกาะสามประเภทจะแตกต่างกัน:
- ทางกายภาพ;
- เคมี;
- เครื่องกล
สาระสำคัญของ agnesia ทางกายภาพคือปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้าของการสัมผัสกับพื้นผิวในระดับโมเลกุล ทุกคนรู้ดีว่าแม่เหล็กดึงดูดอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าสถิต
พันธะเคมีคือปฏิกิริยาระหว่างกาวกับสารตั้งต้นในระดับอะตอมโดยมีส่วนร่วมของตัวเร่งปฏิกิริยาแตกต่างจากความสามารถทางกายภาพของการยึดเกาะพื้นผิวของวัสดุที่มีความหนาแน่นต่างกัน
กลไก – การซึมผ่านของกาวเข้าไปในชั้นบนสุดของพื้นผิวสัมผัสและมีการยึดเกาะตามมา กระบวนการนี้เกิดขึ้นเมื่อทาสีหรือเคลือบวัสดุต่างๆ
บันทึก:ปรับปรุงการเสียดสีด้วยมาตรการที่รับประกันการยึดเกาะ: การฉาบ การรองพื้น การขจัดคราบไขมันบนพื้นผิว การบด
นอกจากนี้ยังไม่รวมเงื่อนไขที่ทำให้ agnesia แย่ลง ซึ่งรวมถึงการมีฝุ่น จาระบี หรือสารที่ช่วยลดความพรุนของพื้นผิว
เกี่ยวกับการวัดความสามารถในการยึดเกาะของวัสดุ
หลักการพื้นฐานของการวัดการยึดเกาะคือการกำหนดแรงภายนอกภายใต้อิทธิพลที่ทำให้พันธะกาวถูกทำลาย: สม่ำเสมอ ไม่สม่ำเสมอ หรือมีการเปลี่ยนแปลง วิธีทดสอบได้รับการพัฒนาสำหรับประเภทของการทำลายล้าง
การทดสอบดำเนินการโดยใช้เครื่องวัดระดับกาวตามวิธีการระดับนานาชาติและระดับประเทศที่พัฒนาขึ้นสำหรับวิธีการทำลายแต่ละวิธี
การวัดการยึดเกาะของสีดำเนินการตามมาตรฐานสากล ISO 2409 “วิธีการตัดแบบ Lattice” โดยใช้อุปกรณ์ Adhesimeter RN
GOST 15140-78 ในประเทศกำหนดวิธีการพิจารณาการยึดเกาะเมื่อทาสีพื้นผิวโลหะ เอกสารกำกับดูแลจะกำหนดสาระสำคัญของแต่ละวิธี แสดงรายการอุปกรณ์สำหรับการทดสอบ และอธิบายการเตรียมและการดำเนินการทดสอบ
ค่าตัวบ่งชี้การยึดเกาะของสารเคลือบจำเป็นต่อการกำหนดความเข้มของงานและรับประกันความแข็งแรงและความน่าเชื่อถือที่ระบุ มีความสำคัญอย่างยิ่งในการก่อสร้าง ซึ่งมักมีการสัมผัสกับวัสดุที่ต่างกันทั้งในองค์ประกอบทางเคมีและในแง่ของการก่อตัว
มิเตอร์วัดการยึดติดสำหรับการพิจารณาแรงภายนอกในรูปแบบต่างๆ จะแสดงอยู่ในแค็ตตาล็อกการทำเครื่องมือในส่วนเครื่องมือและอุปกรณ์สำหรับการควบคุมคุณภาพของการเคลือบป้องกัน
การยึดเกาะหรือการยึดเกาะของวัสดุคืออะไร ดูคำอธิบายในวิดีโอต่อไปนี้:
แนวคิดเรื่องการยึดเกาะและการยึดเกาะ ทำให้เปียกและแพร่กระจาย การทำงานของการยึดเกาะและการทำงานร่วมกัน สมการดูเพร มุมสัมผัส กฎของหนุ่ม พื้นผิวที่ชอบน้ำและชอบน้ำ
ในระบบที่ต่างกัน ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลภายในและระหว่างเฟสจะมีความโดดเด่น
การติดต่อกัน - แรงดึงดูดของอะตอมและโมเลกุลภายในเฟสที่แยกจากกัน. เป็นตัวกำหนดการมีอยู่ของสารในสถานะควบแน่นและอาจเกิดจากแรงระหว่างโมเลกุลและระหว่างอะตอม แนวคิด การยึดเกาะ, เปียกและ การแพร่กระจายเกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างใบหน้า
การยึดเกาะ ให้การเชื่อมต่อของความแข็งแกร่งระหว่างสองวัตถุเนื่องจากแรงระหว่างโมเลกุลทางกายภาพและเคมี ให้เราพิจารณาลักษณะของกระบวนการที่เหนียวแน่น งาน การติดต่อกันถูกกำหนดโดยการใช้พลังงานสำหรับกระบวนการพลิกกลับของการแตกของร่างกายตามหน้าตัดเท่ากับพื้นที่หน่วย: ว เค =2 , ที่ไหน ว เค- งานแห่งความสามัคคี - แรงตึงผิว
เนื่องจากเมื่อเกิดการแตกร้าวจะเกิดพื้นผิวของพื้นที่ขนานสองแห่งค่าสัมประสิทธิ์ 2 ปรากฏในสมการ การทำงานร่วมกันสะท้อนถึงปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลภายในเฟสที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งสามารถระบุได้ด้วยพารามิเตอร์เช่นพลังงานของโครงตาข่ายคริสตัล, ความดันภายใน, ความผันผวน , จุดเดือด, การยึดเกาะ ซึ่งเป็นผลมาจากแนวโน้มของระบบในการลดพลังงานพื้นผิว งานการยึดเกาะมีลักษณะพิเศษคืองานการแตกของพันธะกาวแบบพลิกกลับได้ต่อหน่วยพื้นที่ วัดในหน่วยเดียวกับแรงตึงผิว งานยึดเกาะทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับพื้นที่สัมผัสทั้งหมดของร่างกาย: ว ส = ว ก ส
ดังนั้น, การยึดเกาะ - ทำงานเพื่อทำลายแรงดูดซับด้วยการสร้างพื้นผิวใหม่สูง 1 ม 2 .
เพื่อให้ได้ความสัมพันธ์ระหว่างงานยึดเกาะและแรงตึงผิวของส่วนประกอบที่มีปฏิสัมพันธ์กัน ลองจินตนาการถึงเฟสที่ 2 และ 3 ที่ควบแน่นสองเฟส โดยมีพื้นผิวที่ขอบโดยมีอากาศ 1 เท่ากับพื้นที่หน่วย (รูปที่ 2.4.1.1)
เราจะถือว่าเฟสต่างๆ นั้นไม่ละลายน้ำร่วมกัน เมื่อรวมพื้นผิวเหล่านี้เข้าด้วยกันเช่น เมื่อสารตัวหนึ่งถูกทาทับอีกสารหนึ่งจะเกิดปรากฏการณ์การยึดเกาะเนื่องจาก ระบบกลายเป็นสองเฟสจากนั้นความตึงของพื้นผิวจะปรากฏขึ้น 23 เป็นผลให้พลังงานกิ๊บส์เริ่มต้นของระบบลดลงตามปริมาณที่เท่ากับงานยึดเกาะ:
ช
+
ว ก =0,
ว ก =
-
ช.
การเปลี่ยนแปลงพลังงานกิ๊บส์ของระบบระหว่างการยึดเกาะ:
ช จุดเริ่มต้น = 31 + 21 ;
G คอน = 23;
;
.
- สมการดูเพร
สะท้อนถึงกฎการอนุรักษ์พลังงานระหว่างการยึดเกาะ จากนี้ไปงานยึดเกาะก็จะมากขึ้น ความตึงผิวของส่วนประกอบเริ่มต้นก็จะยิ่งมากขึ้น และแรงตึงผิวสุดท้ายก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น
ความตึงของพื้นผิวจะกลายเป็น 0 เมื่อพื้นผิวของพื้นผิวหายไป ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อเฟสละลายหมด
เมื่อพิจารณาแล้วว่า ว เค =2
และคูณด้านขวาด้วยเศษส่วน , เราได้รับ:
ที่ไหน ว เค 2, ว เค 3 - การทำงานร่วมกันของระยะที่ 2 และ 3
ดังนั้นเงื่อนไขการละลายคืองานยึดเกาะระหว่างวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์จะต้องเท่ากับหรือมากกว่าค่าเฉลี่ยของผลรวมของงานยึดเกาะ ความแข็งแรงของกาวต้องแยกจากการทำงานของการยึดเกาะ ว ป .
ว ป – งานที่ใช้ในการทำให้ข้อต่อกาวแตก. ปริมาณนี้แตกต่างตรงที่รวมงานทำลายพันธะระหว่างโมเลกุลด้วย ว กและงานที่ใช้ในการเปลี่ยนรูปส่วนประกอบของข้อต่อกาว ว แน่นอน :
ว ป = ว ก + ว แน่นอน .
ยิ่งการเชื่อมต่อด้วยกาวแข็งแรงขึ้น ส่วนประกอบของระบบก็จะเกิดการเสียรูปมากขึ้นในระหว่างการถูกทำลาย งานเปลี่ยนรูปอาจเกินงานยึดเกาะแบบพลิกกลับได้หลายครั้ง
เปียก -ปรากฏการณ์พื้นผิวที่ประกอบด้วยอันตรกิริยาของของเหลวกับวัตถุที่เป็นของแข็งหรือของเหลวอื่น ๆ โดยมีการสัมผัสกัน 3 เฟสที่ไม่สามารถเข้ากันได้พร้อมกัน ซึ่งหนึ่งในนั้นมักเป็นก๊าซ
ระดับของความสามารถในการเปียกน้ำนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยค่าไร้มิติของโคไซน์ของมุมสัมผัสหรือเพียงแค่มุมสัมผัส เมื่อมีของเหลวหยดหนึ่งบนพื้นผิวของเฟสของเหลวหรือของแข็ง จะมีการสังเกตกระบวนการสองกระบวนการ โดยมีเงื่อนไขว่าเฟสนั้นไม่ละลายร่วมกัน
ของเหลวยังคงอยู่บนพื้นผิวของเฟสอื่นในรูปของหยด
หยดกระจายไปทั่วพื้นผิว
ในรูป 2.4.1.2 แสดงการหยดลงบนพื้นผิวของวัตถุแข็งภายใต้สภาวะสมดุล
พลังงานพื้นผิวของวัตถุที่เป็นของแข็งมีแนวโน้มลดลง จะยืดส่วนที่ตกลงไว้เหนือพื้นผิวและมีค่าเท่ากับ 31 พลังงานระหว่างผิวที่ส่วนต่อประสานระหว่างของแข็งและของเหลวมีแนวโน้มที่จะบีบอัดการดรอป เช่น พลังงานพื้นผิวจะลดลงโดยการลดพื้นที่ผิว การแพร่กระจายถูกป้องกันโดยแรงที่เกาะกันซึ่งกระทำภายในหยด การกระทำของแรงยึดเกาะนั้นส่งตรงจากขอบเขตระหว่างสถานะของเหลว ของแข็ง และก๊าซในวงสัมผัสกับพื้นผิวทรงกลมของหยด และมีค่าเท่ากับ 21 มุม (tetta) เกิดขึ้นจากแทนเจนต์กับพื้นผิวระหว่างเฟสซึ่งจำกัดของเหลวที่เปียก มีจุดยอดที่จุดเชื่อมต่อระหว่างสามเฟส และเรียกว่า มุมสัมผัสของความสามารถในการเปียกน้ำ . ที่สภาวะสมดุล จะเกิดความสัมพันธ์ดังต่อไปนี้
-
กฎของหนุ่ม.
นี่แสดงถึงลักษณะเชิงปริมาณของการเปียกเป็นโคไซน์ของมุมสัมผัส . ยิ่งมุมสัมผัสเล็กลง และ cos ยิ่งมากขึ้น จะทำให้เปียกได้ดีขึ้น
ถ้า cos > 0 แสดงว่าพื้นผิวเปียกอย่างดีด้วยของเหลวนี้ ถ้า cos < 0, то жидкость плохо смачивает это тело (кварц – вода – воздух: угол = 0; «тефлон – вода – воздух»: угол = 108 0). С точки зрения смачиваемости различают гидрофильные и гидрофобные поверхности.
ถ้า 0< угол <90, то поверхность гидрофильная, если краевой угол смачиваемости >90 แสดงว่าพื้นผิวไม่ชอบน้ำ สูตรที่สะดวกสำหรับการคำนวณปริมาณงานยึดเกาะนั้นได้มาจากการรวมสูตร Dupre และกฎของ Young:
;
-
สมการดูเพร-ยัง
จากสมการนี้ เราจะเห็นความแตกต่างระหว่างปรากฏการณ์ของการยึดเกาะและความสามารถในการเปียกน้ำ เราได้หารทั้งสองข้างด้วย 2
.
เนื่องจากการเปียกนั้นมีลักษณะเชิงปริมาณโดย cos ดังนั้นตามสมการจึงถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของงานยึดเกาะต่องานยึดเกาะของของเหลวเปียก ความแตกต่างระหว่างการยึดเกาะและการเปียกก็คือ การเปียกเกิดขึ้นเมื่อทั้งสามเฟสสัมผัสกัน จากสมการสุดท้ายเราสามารถสรุปได้ดังต่อไปนี้:
1. เมื่อไหร่ = 0 เพราะ = 1, ว ก = ว เค .
2. เมื่อไหร่ = 90 0 เพราะ = 0, ว ก = ว เค /2 .
3. เมื่อไหร่ =180 0 เพราะ = -1, ว ก =0 .
ความสัมพันธ์สุดท้ายไม่ได้ถูกนำมาใช้